浅谈模拟实验在工程力学课堂教学中的应用

　　工程力学是1门与实际联系非常密切的工科课程，既包含物体的受力分析、应力变形分析，也包含物体的材料性能分析，既包含固体力学学科又包含材料力学学科的内容;但内容讲解的深度上不如理论力学和材料力学两门课程。而且，在实验教学环节上，一般又不安排学生实验，这就使得学生在这门课程的学习上十分吃力。实验对于工程力学课程来讲是1门极为重要的教学环节，但由于一般学校的人力、物力、财力有限，再加之近几年高校的不断扩招，使得各高校在这门课程的教学中逐渐去掉了该教学环节。

　　传统的实验一般分演示实验和分组实验，就材料力学中的机测实验来讲，机测实验中的压缩、剪切实验一般作为演示实验给学生看，而低碳钢和铸铁的拉伸和扭转实验则由于其在材料力学中的重要J胜而常采取分组实验。这种实验模式效果不大，因为演示实验不能自己动手练习，一般是过后即忘，而自己动手操作的拉伸和扭转实验不能达到每个学生都练习的目的。针对实验教学在一门课程教学中所占的重要位置，有关实验改革的研究也相继展开。尽管如此，要使实验起到事半功倍的效果仍有很多问题要做。

　　作为真实实验在一定条件下的替代—模拟实验，已显示出越来越强劲的势头，模拟实验由于不需要占用专门的场地，不需要专门安排时间，可以直接在课堂上与上课进度同步进行，而对于材料力学中的破坏性实验，在课堂上的实验模拟又可节省大量开支，因此模拟实验己受到越来越多的关注。

　　模拟实验有多种表现形式，一种是实物演示实验，既拿着相关力学模型在课堂卜进行演示，通过口述的方法给学生进行讲解;另一种是数值模拟实验，该模拟实验已被广大力学工作者采纳，它先依据力学原理建立实物实验的数值模型，然后采用某种力学计算方法(如有限单元法)对所建数值模型进行分析;还有一种是人机交互模拟实验，该模拟实验是通过专用软件设计，界面友好，操作方，并能由操作者自己来选择实验的类型并定制实，因此，其效果较好。

　　1实物演示实验

　　实物演示实验应用较早，在中学物理中也经常采用该方法演示给学生看，大学一「程力学课程中使用该方法往往也能起到很好的作用。针对一些概念的讲解，可以利用某个物体的相同特征来进行描述，如在讲约束的时候，一些学生对铰链约束和固定端不太理解，这时可直接用2张纸通过一支笔穿过连接起来，然后用纸张来描述杆件，而用笔来描述销钉，纸张叮绕笔转动而不发生相对移动，这样一来，学生就会很快明白铰的概念，当然在讲完铰链后也要给学生讲清楚，实际的杆件可能是钢轴或混凝土，实际的销钉可能是螺栓，也可能是屋架下的杯口支座。